紅綠光led畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　LED的發(fā)展由來已久，和半導(dǎo)體雷射組件的發(fā)展幾乎同步。雖然近年來，LED已發(fā)展成獨(dú)立的一支龐大工業(yè)，在早期甚至可謂半導(dǎo)體雷射的附屬產(chǎn)品。迄今為止，無數(shù)的高功率﹑高傳輸效果的半導(dǎo)體雷射已成熟的將信號經(jīng)由越洋海底光纜傳送到目的地，而這種先進(jìn)技術(shù)衍生出。發(fā)光組件可以產(chǎn)生光源，就可以設(shè)計(jì)成可見光的型式，應(yīng)用于信號判別﹑數(shù)字顯示，

2、甚至于影像處理或顯示屏，LED漸漸的獨(dú)立而自成一體系。</p><p>　　LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電能轉(zhuǎn)化為光能。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附著在一個(gè)支架上，是負(fù)極，另一端連接電源的正極，整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。

3、但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長（光的顏色），是由形成P-N結(jié)材料決定的。</p><p>　　本課題學(xué)習(xí)了LED的概述、歷史背景、光學(xué)參數(shù)、色學(xué)參數(shù)、電學(xué)參數(shù)、LED的應(yīng)用與發(fā)展、輻照效應(yīng)與實(shí)驗(yàn)。通過實(shí)驗(yàn)對紅光、綠光LED的光電特性分析，如

4、輻射通量及光電轉(zhuǎn)換效率和I-V的特性曲線。對6種電極即環(huán)形電極1、環(huán)形電極2、環(huán)形電極3、旋轉(zhuǎn)形電極、中心環(huán)繞形電極、樹形電極，對其進(jìn)行不同劑量的60Co源伽瑪輻照，分別給予2×105 rad(Si)、8×105 rad(Si)、1.6×106 rad(Si)、3.2×106 rad(Si) 4種吸收劑量并對輻照后的結(jié)果進(jìn)行光、色參數(shù)的測試與分析。</p><p>　　關(guān)

5、鍵字： GaN 發(fā)光二極管 電極結(jié)構(gòu) 輻照</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　第一章 緒 論1</p><p>　　1.1 LED概述1</p><p>　　1.2 LED歷史背景

6、2</p><p>　　1.3 LED應(yīng)用前景3</p><p>　　1.4 LED的光源特點(diǎn)6</p><p>　　1.5 制作LED的半導(dǎo)體材料7</p><p>　　1.5.1 直接帶隙與間接帶隙材料8</p><p>　　1.5.2 GaN基LED和四元系LED10</p><p

7、>　　1.6 LED相關(guān)光色電參數(shù)解釋11</p><p>　　1.6.1 光學(xué)參數(shù)11</p><p>　　1.6.2 色學(xué)參數(shù)12</p><p>　　1.6.3 電學(xué)參數(shù)12</p><p>　　1.6.4 LED其他相關(guān)參數(shù)14</p><p>　　1.6.5 ＬＥＤ光色測量的必要性15<

8、;/p><p>　　1.7 LED輻照15</p><p>　　第二章 6種優(yōu)化電極在不同輻照劑量下的光、色測試分析18</p><p>　　2.1 光參數(shù)18</p><p>　　2.2 色參數(shù)19</p><p><b>　　第三章 總結(jié)21</b></p><p&

9、gt;<b>　　致 謝23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p><b>　　第一章 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 LED概述</b></p><p>　　LED（Light Emitt

10、ing Diode），發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。 </p><p>　　圖1.1-1 LED構(gòu)造圖</p><p>　　LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片（如圖1.1-1），晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊

11、主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理（如圖1.1-2）。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的[1]。</p><p>　　圖 1.1-2 LED發(fā)光原理</p><p>　　1.2 LED歷史背景<

12、;/p><p>　　二十世紀(jì)50年代，英國科學(xué)家在電致發(fā)光的實(shí)驗(yàn)中使用半導(dǎo)體砷化鎵發(fā)明了第一個(gè)具有現(xiàn)代意義的LED,并于60年代面世。60年代末，在砷化鎵基體上使用磷化物發(fā)明了第一個(gè)可見的紅光LED。磷化鎵的改變使得LED更高效、發(fā)出的紅光更亮，甚至產(chǎn)生出橙色的光。到70年代中期，磷化鎵被使用作為發(fā)光光源，隨后就發(fā)出灰白綠光。LED采用雙層磷化鎵蕊片（一個(gè)紅色另一個(gè)是綠色）能夠發(fā)出黃色光。就在此時(shí)，俄國科學(xué)家利用金剛

13、砂制造出發(fā)出黃光的LED。盡管它不如歐洲的LED高效。但在70年代末，它能發(fā)出純綠色的光。80年代早期到中期對砷化鎵磷化鋁的使用使得第一代高亮度的LED的誕生，先是紅色，接著就是黃色，最后為綠色。到20世紀(jì)90年代早期，采用銦鋁磷化鎵生產(chǎn)出了桔紅、橙、黃和綠光的LED。90年代中期，出現(xiàn)了超亮度的氮化鎵LED，隨即又制造出能產(chǎn)生高強(qiáng)度的綠光和藍(lán)光銦氮鎵Led。超亮度藍(lán)光蕊片是白光LED的核心，在這個(gè)發(fā)光蕊片上抹上熒光磷，然后熒光磷通過吸

14、收來自蕊片上的藍(lán)色光源再轉(zhuǎn)化為白光。就是利用這種技術(shù)制造出任何可見顏色的光。</p><p>　　現(xiàn)今，在LED市場上就能看到生產(chǎn)出來的新奇顏色，如淺綠色和粉紅色。有科學(xué)思想的讀者到現(xiàn)在可能會意識到LED的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)漫長而曲折的歷史過程。事實(shí)上，最近開發(fā)的LED不僅能發(fā)射出純紫外光而且能發(fā)射出真實(shí)的“黑色”紫外光。</p><p>　　眾所周知，近兩年來國內(nèi)LED照明產(chǎn)業(yè)可謂是井噴式發(fā)

15、展。然而，在這火熱的發(fā)展大勢中，LED照明行業(yè)投資過熱的跡象明顯，同gesep.com時(shí)，LED行業(yè)惡性競爭現(xiàn)象開始顯現(xiàn)。</p><p>　　廣日電氣總經(jīng)理吳文斌告訴記者，同樣功率的LED照明產(chǎn)品成本是傳統(tǒng)照明產(chǎn)品的3～4倍，但是市場上大量粗制濫造的LED照明產(chǎn)品卻以低價(jià)搶占市場，極大降低了消費(fèi)者的信任度。</p><p>　　根據(jù)國家淘汰白熾燈路線圖，從今年起，我國照明行業(yè)將加速邁入“

16、節(jié)能時(shí)代”。政府的千億采購大單及補(bǔ)貼政策也紛紛出臺。然而，LED照明產(chǎn)品在我國市場的普及速度卻未跟上利好政策的腳步。如何在發(fā)展上突破困局，搶占市場先機(jī)，推動產(chǎn)業(yè)鏈的循環(huán)發(fā)展，是值得思考的問題。</p><p>　　東莞勤上光電(002638,股吧)股份有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人認(rèn)為，可以在LED核心技術(shù)攻關(guān)上求突破，整合資源優(yōu)勢，降低LED產(chǎn)品價(jià)格，推動產(chǎn)品的普及。為此，勤上光電不久前推出了“工廠孵化計(jì)劃”，將10多年在

17、LED照明產(chǎn)業(yè)的成功探索經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)研發(fā)設(shè)計(jì)平臺、規(guī)模化量產(chǎn)能力、商業(yè)模式及上市運(yùn)作經(jīng)驗(yàn)等與合作商共享。</p><p>　　勤上光電相關(guān)負(fù)責(zé)人認(rèn)為，國內(nèi)LED照明行業(yè)頻頻出現(xiàn)產(chǎn)品抽查合格率偏低等質(zhì)量問題，主要根源之一就是國內(nèi)LED照明產(chǎn)業(yè)缺少標(biāo)準(zhǔn)。截至目前，LED在中國已經(jīng)歷了20年的發(fā)展歷程，但國內(nèi)仍然缺乏被業(yè)界認(rèn)可的國家標(biāo)準(zhǔn)。業(yè)內(nèi)人士分析，標(biāo)節(jié)能環(huán)保準(zhǔn)缺失造成LED照明市場的奇怪現(xiàn)象，做高端LED照明產(chǎn)品的公

18、司反而會“吃虧”，因?yàn)榈投水a(chǎn)品可以通過低價(jià)輕易拿到項(xiàng)目，這對于一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展來說是十分不利的。</p><p>　　作為全國LED大省的廣東一直走在探索LED行業(yè)發(fā)展的前沿，2011年，廣東省質(zhì)監(jiān)局和省科技廳聯(lián)合發(fā)布了亞洲首個(gè)《LED照明產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系規(guī)劃與路線圖》，規(guī)劃廣東省在5年內(nèi)要率先建立130余項(xiàng)LED地方標(biāo)準(zhǔn)，而且標(biāo)準(zhǔn)“起點(diǎn)要高”。</p><p>　　要制定標(biāo)準(zhǔn)，而且是高起點(diǎn)的標(biāo)

19、準(zhǔn)，行業(yè)的整體水平就必須先提上去。勤上光電相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，勤上光電將聯(lián)合合作企業(yè)，在LED照明技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研究、制定、使用和服務(wù)等領(lǐng)域開展非營利性技術(shù)合作，達(dá)成行業(yè)共識，從而為促進(jìn)整個(gè)產(chǎn)業(yè)高標(biāo)準(zhǔn)的制定起到推動作用，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的良性發(fā)展。</p><p>　　1.3 LED應(yīng)用前景</p><p>　　LED是近年來全球最具發(fā)展前景的高技術(shù)領(lǐng)域之一，LED具有壽命長、耗能少、體積小、響應(yīng)快、抗震

20、抗低溫、污染小等優(yōu)點(diǎn)，被稱為第四代照明光源或綠色光源，將成為人類照明史上繼白熾燈、熒光燈之后的又一次標(biāo)志性飛躍，將孕育新的光源革命。隨著LED高效節(jié)能技術(shù)的不斷創(chuàng)新，其全面取代傳統(tǒng)光源已為時(shí)不遠(yuǎn)。目前我國LED產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成了四大片區(qū)(珠三角、長三角、福建江西地區(qū)、北方地區(qū))、七大基地(大連、上海、深圳、南昌、廈門、揚(yáng)州、石家莊)的產(chǎn)業(yè)格局，形成了包括LED外延片的生產(chǎn)、LED芯片的制備、LED芯片的封裝以及LED產(chǎn)品應(yīng)用在內(nèi)的較為完整的

21、產(chǎn)業(yè)鏈，產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)、工程應(yīng)用等方面獲得飛速發(fā)展。</p><p>　　目前， LED 在發(fā)光強(qiáng)度、發(fā)光效率、壽命等方面都得到了極大提高, 并迅速商業(yè)化，在圖像顯示、信號指示和照明領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用， 成為當(dāng)今照明技術(shù)的發(fā)展熱點(diǎn)。理論上認(rèn)為LED 的壽命可長達(dá)105～106 h ，即在連續(xù)點(diǎn)燃的情況下可達(dá)10 多年甚至100 年，人一輩子也用不壞一盞燈。但是， 從1996 年第一個(gè)白光LED 誕生至今的時(shí)間不過

22、10 余年， 如何能確定LED 的壽命可達(dá)106 h 呢? LED 的實(shí)際壽命成為業(yè)內(nèi)最為關(guān)注的問題之一[2]。</p><p>　　隨著LED發(fā)光效率、發(fā)光強(qiáng)度的逐漸提高，以及發(fā)光光色對整個(gè)可見光譜范圍的全覆蓋，LED光源的節(jié)能效果和實(shí)用性得以凸顯，其應(yīng)用領(lǐng)域也得到了較大的拓展。目前LED尤其是高亮度LED已經(jīng)廣泛應(yīng)用于液晶屏背光源、戶內(nèi)外大屏幕、光通信光源、交通信號燈、景觀燈、汽車燈，并逐漸進(jìn)入路燈、室內(nèi)照明

23、等傳統(tǒng)照明應(yīng)用領(lǐng)域。</p><p>　　LED被稱為綠色光源，具有節(jié)能、環(huán)保、壽命長、體積小、反應(yīng)速度快、耐震性佳、色彩純度高等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于電視、監(jiān)視器、手機(jī)等的背光;汽車照明;各種功能性照明、景觀亮化照明、商業(yè)及民用照明;廣告指示、交通指示等領(lǐng)域。</p><p>　　與傳統(tǒng)光源白熾燈和節(jié)能燈相比，具有壽命長、光效高、光色純、穩(wěn)定性高、安全性好、無輻射、低功耗、抗震、耐擊打等優(yōu)

24、點(diǎn)，被譽(yù)為21世紀(jì)新固體光源時(shí)代的革命性技術(shù)。</p><p>　　LED作為第四代照明光源，具有比CCFL更優(yōu)的各項(xiàng)指標(biāo)，目前背光LED器件作為液晶屏背光源廣泛應(yīng)用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等便攜式電子產(chǎn)品、筆記本電腦、上網(wǎng)本、臺式顯示器和液晶電視機(jī)等終端產(chǎn)品中，在背光領(lǐng)域?qū)⑷嫒〈鶦CFL，成為中短期內(nèi)LED需求增長的最大驅(qū)動因素。以下為LED光源三大應(yīng)用市場的發(fā)展現(xiàn)狀與前景分析。</p><p&g

25、t;<b>　　一、照明市場</b></p><p>　　在全球能源危機(jī)的、環(huán)保要求不斷提高的環(huán)境下，壽命長、節(jié)能、安全、綠色環(huán)保、色彩豐富、微型化的半導(dǎo)體LED照明已經(jīng)越來越重要的成為照明技術(shù)的未來發(fā)展方向。在使用壽命方面，LED采用固體封裝，結(jié)構(gòu)牢固，壽命達(dá)10萬小時(shí)，是熒光燈的10倍，白熾燈的100倍。在環(huán)保方面，用LED替代熒光燈，避免了熒光燈管破裂溢出汞的二次污染。</p&g

26、t;<p>　　通過全球LED技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)廠商對材料、工藝和封裝技術(shù)的努力改進(jìn)，高亮度LED的發(fā)光效率和性能得到了顯著提升，除了傳統(tǒng)的背光和顯示面板市場外，高亮度LED開始走向室內(nèi)外普通照明、汽車內(nèi)外照明、探照燈、交通燈等全新應(yīng)用。</p><p>　　LED照明燈具按照功能分，可以分為公用照明和消費(fèi)照明。公用照明一般包括路燈，交通燈，隧道燈等;消費(fèi)照明主要包括商業(yè)照明(商場、酒店、專賣店等商業(yè)建筑)、

27、辦公照明、家居照明、酒店照明、餐飲照明、醫(yī)院照明、民居照明等。</p><p>　　根據(jù)工研院產(chǎn)經(jīng)中心(IEK)在“LED照明產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇”上的說法，LED電球(燈泡)從2010年開始加速取代白熾燈炮，主要以日本為最具代表性。原因是日本政策補(bǔ)貼、當(dāng)?shù)叵M(fèi)者環(huán)保意識較高，以及廠商降價(jià)，創(chuàng)造日本當(dāng)?shù)豅ED電球市場快速成長。目前日本市場的LED電球銷售市占率已達(dá) 19%，等于每賣出5顆電球就有1顆LED電球。</

28、p><p>　　歐洲市場則被視為可望繼日本之后，成為LED電球下一個(gè)發(fā)展最快速的市場。據(jù)歐盟預(yù)計(jì)，歐洲將在2012年廢掉(禁用)白熾燈泡，加上歐洲許多國家，像是意大利、匈牙利、奧地利、葡萄牙、英國、愛爾蘭等等，電價(jià)都比日本還要高，也加強(qiáng)節(jié)能LED電球取代傳統(tǒng)白熾燈泡的推力。預(yù)估到2013年，全球LED電球的滲透率將可達(dá)10%。</p><p>　　此外，筒燈也是LED照明的發(fā)展焦點(diǎn)之一。依據(jù)日

29、本地區(qū)針對建筑業(yè)者調(diào)查，LED筒燈是建筑業(yè)最關(guān)注的產(chǎn)品之一，至于模塊化和可置換性則是LED筒燈的產(chǎn)品的開發(fā)趨勢。目前包括GE、德國LBM等大廠，都已針對LED筒燈產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)。</p><p>　　整體來說，取代傳統(tǒng)燈泡，將是LED照明未來幾年內(nèi)(至少到2013年為止)最大的應(yīng)用市場。個(gè)別應(yīng)用來看，包括展示照明、商業(yè)工業(yè)照明、戶外照明、室內(nèi)照明、燈泡取代等等，則將是LED照明未來幾年內(nèi)最主要的應(yīng)用市場。</

30、p><p>　　至于區(qū)域市場，目前北美仍是全球LED照明最大市場，市占率達(dá)40%，歐洲市場占比約33%，中國大陸市場占比約21%，包括日本與其他地區(qū)市場占比則約6%。2012年全球LED照明市場主要應(yīng)用領(lǐng)域還是建筑照明，隨著各國政策推動、全球經(jīng)濟(jì)(尤其新興市場帶動)成長，以及LED產(chǎn)能持續(xù)擴(kuò)充、技術(shù)成長推動產(chǎn)品單價(jià)下降，加上應(yīng)用范圍擴(kuò)展，預(yù)期2013年LED照明市場規(guī)模將達(dá)137億美元，2015年全球LED照明市場規(guī)

31、模則估將成長至 288億美元。</p><p>　　LED照明燈具按照能源供給分，可以分為傳統(tǒng)能源供應(yīng)及新能源供應(yīng)兩種方式。由于LED獨(dú)特的低電壓供電及低能耗特征使得新能源在LED照明上得到極大應(yīng)用，同時(shí)隨著太陽能能源利用率的提高和成本的下降，在節(jié)能環(huán)保的推動下，以太陽能和風(fēng)能為基礎(chǔ)的LED照明市場近年來發(fā)展迅猛，太陽能LED燈主要應(yīng)用在室外景觀照明和交通照明。2010年太陽能供電LED燈具估計(jì)占整個(gè)LED照明燈

32、具市場的25%左右，隨著市場的發(fā)展和政策的推動，到2013 年預(yù)計(jì)占整個(gè)LED照明燈具市場的30%以上。</p><p><b>　　二、背光市場</b></p><p>　　LED背光源包括小尺寸背光源、中尺寸背光源以及大尺寸背光源，其中小尺寸背光主要是應(yīng)用于手機(jī)、MP3、MP4、PDA、數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)等;中尺寸背光源主要用于手提電腦、計(jì)算機(jī)顯示器和監(jiān)視器等;大尺

33、寸背光源主要應(yīng)用于液晶電視等。隨著LED電視，LED監(jiān)視器，以及手機(jī)等消費(fèi)類電子產(chǎn)品的需求大幅增加，對LED背光的需求也越來越大。</p><p>　?。ㄒ唬㎜ED液晶電視</p><p>　　LED液晶電視滲透率約為3%，但隨著LED技術(shù)的進(jìn)步和成本的不斷下降，液晶電視將成為未來LED背光應(yīng)用的主力市場。據(jù) hdtvorg.co.uk網(wǎng)站報(bào)道，2011年，采用LED背光技術(shù)的液晶電視的市

34、場滲透率在50%左右，而根據(jù)ZDC的調(diào)研數(shù)據(jù)，2012年3月的中國液晶電視市場中，LED背光產(chǎn)品的關(guān)注比例達(dá)到了81.8%，保持著2月的上升趨勢。</p><p>　　與此同時(shí)，DisplaySearch預(yù)測，就液晶電視而言，LED背光出貨量將會從2010年的3650萬片(市場滲透率20%)增長到2015年的1.849億片(市場滲透率達(dá)到72%)。LED背光液晶電視的持續(xù)普及是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢，是市場的絕對主流。&

35、lt;/p><p>　?。ǘ┦謾C(jī)，MP3等</p><p>　　手機(jī)，MP3等各類消費(fèi)電子產(chǎn)品消費(fèi)需求越來越大，對LED的需求旺盛。我國手機(jī)產(chǎn)業(yè)已全面進(jìn)入3G時(shí)代，現(xiàn)有邁入4G的勢頭。2012年3月 26日。在“2012中國(深圳)IT領(lǐng)袖峰會”上，工信部副部長劉利華表示，2011年我國手機(jī)產(chǎn)量達(dá)到11.3億部，占全球出貨量的70.6%，名列世界第一。</p><p>

36、;　　同時(shí)MP3/MP4、數(shù)碼相機(jī)和其他使用LED背光的產(chǎn)品，由于其與經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展越來越高的契合性，以及較高的更換率，能直接和持續(xù)地推動LED背光需求的快速增長。</p><p><b>　　（三）筆記本電腦</b></p><p>　　筆記本電腦是中大尺寸LED背光領(lǐng)域中，導(dǎo)入速度最快的產(chǎn)品，主要原因是LEDNB與CCFL型NB相比較，具有輕薄化、低耗電量、啟動電壓

37、低、無汞等優(yōu)勢。2009年以后，LEDNB強(qiáng)調(diào)省電及續(xù)航力特點(diǎn)，所以，一般非薄型NB亦導(dǎo)入LED背光，加上LED背光模組價(jià)格與CCFL型差異不斷縮減，目前LED背光源筆記本電腦市場滲透率超過30%。</p><p><b>　　三、指示市場</b></p><p>　　傳統(tǒng)的小功率LED指示燈隨著電子產(chǎn)品的不斷增多，需求量也在飛速增長，但總體看來，其占整個(gè)LED應(yīng)用的

38、比例相對較小。然而隨著高亮度LED 指示燈的出現(xiàn)，在交通及戶外廣告燈領(lǐng)域的應(yīng)用也越來越多，使得LED指示的市場規(guī)模也越來越大。我國高亮度LED城市交通信號燈已廣泛得到應(yīng)用，而且，近年來LED在鐵路信號機(jī)上也有廣闊的應(yīng)用前景，目前交通信號燈的市場規(guī)模已達(dá)10億元以上。</p><p>　　根據(jù)中工研究的《2012年中國LED指示燈行業(yè)市場調(diào)查研究報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示，2007-2011年LED指示燈行業(yè)國內(nèi)總產(chǎn)量逐步增長

39、，2009年和2011年的增長速度較快，年度產(chǎn)量增幅均在15%以上，近五年來的銷量增幅均在12%以上，增長速度較快。</p><p>　　綜上所述，隨著LED的技術(shù)提升，特別是高亮度LED的大量出現(xiàn)和成本降低，使得LED在照明及指示等應(yīng)用領(lǐng)域有極大的發(fā)展?jié)摿?。同時(shí)隨著電視、電腦、手機(jī)等產(chǎn)品的需求猛增，在背光領(lǐng)域也將給予LED極大的推動作用。這三個(gè)LED的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)槲磥鞮ED的發(fā)展注入強(qiáng)大動力，使得LED的年增

40、長率可能超過100%以上，同時(shí)汽車照明以及特種LED應(yīng)用也不容忽視，未來幾年LED將迎來高速增長的可喜景象[3]。</p><p>　　1.4 LED的光源特點(diǎn)</p><p>　　據(jù)DisplaySearch 近日臺灣油電雙漲，讓節(jié)能產(chǎn)業(yè)再度成為熱門話題，主要環(huán)繞在太陽能和LED 兩個(gè)行業(yè)。較于太陽能而言，LED從節(jié)能角度而言是屬于積極型節(jié)能產(chǎn)品。太陽能的使用受限于地理環(huán)境以及日照強(qiáng)度，

41、無法提供全局性的節(jié)能，尤其是臺灣地區(qū)人稠地窄,不利于太陽能安裝，因此在臺灣最佳的節(jié)能方式還是LED。身為次世代照明的LED，其發(fā)光效率逐年提升且價(jià)格也相應(yīng)下降，再加上各國政府對于節(jié)能減碳的重視，可預(yù)期在不久的將來LED可逐步取代現(xiàn)有的光源。</p><p>　　綜觀LED的發(fā)展過程，2002年起LED從小尺寸顯示器(主要應(yīng)用在手機(jī)上)開始滲透，在2005年達(dá)到高峰。但是隨著效率的提升，單位顯示器使用的LED顆數(shù)也

42、逐漸減少。當(dāng)手機(jī)成長趨于飽和狀態(tài)下，LED總需求量便開始下滑。在此時(shí)LED便開始尋找下一個(gè)應(yīng)用：中尺寸顯示器。隨著性價(jià)比的不斷提升，LED于2007年在中尺寸顯示器的需求達(dá)到飽和，與先前小尺寸一樣LED需求開始往下。LED開始進(jìn)入到另一個(gè)應(yīng)用：筆記本電腦顯示器，并于2009年底開始進(jìn)入電視顯示器的應(yīng)用。隨著LED在大尺寸顯示器的廣泛應(yīng)用，LED的性能已經(jīng)提升到每瓦100流明以上，而價(jià)格也快速下降，此趨勢對于LED在照明應(yīng)用的發(fā)展有著無比

43、的助力。</p><p>　　2009年LED電視銷售高于預(yù)期，導(dǎo)致LED需求急速上升，而供給端卻來不及跟上腳步，因此出現(xiàn)供不應(yīng)求的熱況。此熱況讓LED廠享受了一段美好的時(shí)光，但也讓LED廠對未來需求過度樂觀。各廠無不在2009到2010年積極擴(kuò)產(chǎn)，產(chǎn)能陸續(xù)于2010年下半年開出，但卻發(fā)現(xiàn)整體需求并不如預(yù)期。主要原因還是終端產(chǎn)品廠商為降低成本，均以降低LED使用顆數(shù)為主要手段;再加上效率持續(xù)提升，在產(chǎn)品輝度規(guī)格不

44、變的條件下，LED顆數(shù)的減少是必然的趨勢，加之全球經(jīng)濟(jì)不佳，市場成長不如預(yù)期。因此LED供需于2010年下半年開始出現(xiàn)反轉(zhuǎn)，供過于求的現(xiàn)象開始趨于嚴(yán)重，甚至與DRAM、Display及Solar被歸為“3D1S”四大慘業(yè)?！　ED產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了2011年的低潮，均期待2012年能夠在低價(jià)直下式電視以及照明的兩大應(yīng)用下走出陰霾。不過，由于LED和傳統(tǒng)光源仍有一定的價(jià)差，且在光源特性上，使用者需要時(shí)間熟悉及適應(yīng)，因此目前LED在照明的應(yīng)用上

45、還是以項(xiàng)目型或是標(biāo)案為主，真正要進(jìn)入到一般照明還需要政府政策配合以及使用者的接受度[4]。</p><p>　　因此綜觀2012年LED需求還是會以顯示器應(yīng)用為主，其中低價(jià)直下式LED電視會是最令人期待的生力軍。低價(jià)直下式LED電視的設(shè)計(jì)主要是在適當(dāng)?shù)暮穸认拢灾毕率桨l(fā)光(無導(dǎo)光板)搭配二次透鏡，達(dá)到成本優(yōu)化。價(jià)格以與CCFL零價(jià)差為目標(biāo)，以期提高取代CCFL的速度。市面上已經(jīng)有此產(chǎn)品上市，市場反應(yīng)狀況相當(dāng)正面，

46、2012年低價(jià)直下式LED電視將會有著不錯(cuò)的表現(xiàn)。2012將是 LED產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵性的一年，期待在產(chǎn)業(yè)與政府的努力下，走出“四大慘業(yè)”的陰霾。</p><p><b>　　光源特點(diǎn)： </b></p><p>　　（1）效能：消耗能量較同光效的白熾燈減少80%；</p><p>　　（2）適用性：很小，每個(gè)單元LED小片是3-5mm的正方形，所以可

47、以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境；</p><p>　?。?）穩(wěn)定性：10萬小時(shí)，光衰為初始的50%；</p><p>　?。?）響應(yīng)時(shí)間：其白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級，LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級；</p><p>　?。?）對環(huán)境污染：無有害金屬汞；</p><p>　?。?）顏色：改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過化學(xué)修飾方

48、法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，實(shí)現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。如小電流時(shí)為紅色的LED，隨著電流的增加，可以依次變?yōu)槌壬?，黃色，最后為綠色；</p><p>　?。?）電壓：LED使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它個(gè)比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場所[5]；</p><p>　　1.5 制作LED的半導(dǎo)體材料</p><p>　　前

49、面已經(jīng)簡單介紹了LED的發(fā)光原理，發(fā)光二極管自發(fā)性的發(fā)光是由于電子與空穴的復(fù)合而產(chǎn)生的。一般的半導(dǎo)體發(fā)光二極管，多以Ⅲ-Ⅴ族、Ⅱ-Ⅵ族化合物半導(dǎo)體為材料。圖1.5-1示出的是Ⅲ-Ⅴ及Ⅱ-Ⅵ族元素的帶隙與晶格常數(shù)的關(guān)系。由圖可知，這些材料的發(fā)光范圍由紅光到紫外線，目前紅光的材料主要有AlGaInP，而藍(lán)綠光及紫外線的主要材料則有AlGaInN。雖然Ⅱ-Ⅵ族材料也可以得到紅光和綠光，但是這族材料極不穩(wěn)定，所以目前使用的發(fā)光材料大部分是Ⅲ-Ⅴ

50、族。</p><p>　　圖1.5-1 Ⅲ-Ⅴ和Ⅱ-Ⅵ族元素的帶隙</p><p>　　1.5.1 直接帶隙與間接帶隙材料</p><p>　　發(fā)光效率與材料是否為直接帶隙有關(guān)，圖1.5-2（a）是直接帶隙材料，包括GAN-InN-AlN、InP、InAs及GaAs等，這些材料的導(dǎo)帶最低點(diǎn)與價(jià)帶最高點(diǎn)在同一K空間。所以電子與空穴可以有效的再復(fù)合而發(fā)光。而圖1.5-2

51、（b）的材料均是間接帶隙，其帶隙即導(dǎo)帶最低點(diǎn)與價(jià)帶最高點(diǎn)不在同一K空間，以致電子與空穴復(fù)合時(shí)除了發(fā)光外，還需要聲子的配合，所以發(fā)光效率低。目前發(fā)光二極管用的都是直接帶隙的材料。</p><p>　　圖1.5-2半導(dǎo)體的直接帶隙與間接帶隙</p><p>　　圖1.5-2a帶間復(fù)合 圖1.5-2b自由激子相互抵消 圖1.5-2c局部束縛激子的再復(fù)合</p>

52、<p>　　在直接帶隙材料中，電子與空穴復(fù)合時(shí)，其發(fā)光躍遷有多種可能性，如圖1.5-2所示。圖1.5-2a是帶間復(fù)合，圖1.5-2b是自由激子相互抵消，圖1.5-2c是在能帶勢能波動區(qū)域低勢能區(qū)局部束縛激子的再復(fù)合。圖1.5-2a及b時(shí)一般AlGaInP紅光LED產(chǎn)生光的原理，而圖1.5-2c則是AlGaInN的藍(lán)光及綠光LED產(chǎn)生光的原理[6]。</p><p>　　用AlGaAs及AlGaInP均

53、可得到紅光，用AlGaInN可以得到藍(lán)光、綠光，一般都用MOCVD法（金屬有機(jī)化合物化學(xué)氣相淀積法）和OMVPE法（金屬有機(jī)化學(xué)汽相外延法）生長AlGaInP及AlGaInN材料，用不同量子阱得到不同顏色的LED。圖1.5-2d所示是一些例子，例如用AlGaAs得到649nm紅光，用AlGaInP得到594nm的琥珀色光，用AlGaInN得到517nm的綠光及465nm與427nm的藍(lán)光等。</p><p>　　

54、圖1.5-2d 發(fā)光光譜</p><p>　　1.5.2 GaN基LED和四元系LED</p><p><b>　　一、GaN基LED</b></p><p>　　GaN是一種直接躍遷型半導(dǎo)體，室溫下，禁帶寬度Eg=3.39eV。GaN晶體屬纖鋅礦結(jié)構(gòu)，能發(fā)出紅、黃、藍(lán)、紫等顏色的光。其中，藍(lán)色是三基色之一。從20世紀(jì)90年代開始，GaN 材料

55、和GaN LED，GaN Laser的研究工作就受到人們的極大關(guān)注，發(fā)展很快。</p><p>　　圖1.5-3a GaN基LED外延結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　近年來，采用MOCVD技術(shù)制備PN結(jié)型GaN LED已經(jīng)獲得成功，其基本結(jié)構(gòu)如圖1.5-3a 所示。其中5*InGaN/GaN層為5層的量子阱結(jié)構(gòu)。P-電極采用Ni/Au合金，N-電極采用Ti/Al/Au合金。</p>

56、;<p><b>　　二、四元系LED</b></p><p>　　四元系LED主要以AlGaInP為代表，也是一種雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)。AlGaInP它真正的表示式應(yīng)為(AlxGa1-x)0.5In0.5P。有研究指出，AlInGaP的能帶隙會與Al成份的多寡有關(guān)，即Al愈多，能帶隙愈大，Al愈少，能帶隙愈小。這是因?yàn)锳l是在周期表ⅢA族中是位于較上方的，為較小的原子，能與P形成較強(qiáng)的

57、化學(xué)鍵，這就使得它們的能帶隙較大了。(如圖1.5-3b)</p><p>　　圖1.5-3b 四元系LED外延結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　本實(shí)驗(yàn)中用到的LED樣品均是GaN基結(jié)構(gòu)的。</p><p>　　1.6 LED相關(guān)光色電參數(shù)解釋</p><p>　　1.6.1 光學(xué)參數(shù)</p><p><b>　　一

58、、光通量 </b></p><p>　　光通量是光源在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光量，即輻射功率（或輻射通量）能夠被人眼視覺系統(tǒng)所感受到的那部分有效當(dāng)量。光通量的符號為Φ，單位為流明（Lｍ）。</p><p>　　根據(jù)光譜輻射通量Φ（λ），由下式可確定光通量：</p><p>　　Φ=Km·Φ（λ）V（λ）dλ式中，Ｖ（λ）—相對光譜光視效率；<

59、/p><p>　　Km—輻射的光譜光視效能的最大值，單位為Lｍ/Ｗ。１９７７年由國際計(jì)量委員會確定Km值為６８３Lm/W（λｍ＝５５５ｎｍ）.</p><p>　　二、光強(qiáng)度（luminous intensity ）</p><p>　　光源在某一給定方向的單位立體角內(nèi)發(fā)射的光通量稱為光源在該方向的發(fā)光強(qiáng)度，簡稱光強(qiáng)，單位：坎德拉（cd）。</p><

60、;p><b>　　三、光亮度</b></p><p>　　亮度是LED發(fā)光性能又一重要參數(shù)，具有很強(qiáng)方向性。指定某方向上發(fā)光體表面亮度等于發(fā)光體表面上單位投射面積在單位立體角內(nèi)所輻射的光通量，單位為cd/m2 或Nit </p><p><b>　　四、光功率</b></p><p>　　光在單位時(shí)間內(nèi)所做的功。光功

61、率單位常用毫瓦(mw)和分貝(db)表示，其中兩者的關(guān)系為:1mw=0db，而小于1mw的分貝為負(fù)值[7]。</p><p><b>　　五、發(fā)光效率</b></p><p>　　光源發(fā)出的光通量除以所消耗的功率，單位是lm/w。它是衡量光源節(jié)能的重要指標(biāo)。</p><p>　　1.6.2 色學(xué)參數(shù)</p><p>&l

62、t;b>　　一、色溫（k）</b></p><p>　　以絕對溫度（k=℃+273.15）K來表示，即將一黑體加熱，溫度升到一定程度時(shí)，顏色逐漸由深紅-淺紅-橙紅-黃-黃白-白-藍(lán)白-藍(lán)變化。當(dāng)某光源與黑體的顏色相同時(shí)，我們將黑體當(dāng)時(shí)的絕對溫度稱為該光源的色溫。如：當(dāng)黑體加熱呈現(xiàn)深紅時(shí)溫度約為550℃，即色溫為550℃ + 273 = 823K。</

63、p><p><b>　　二、色純度</b></p><p>　　其為以主波長描述顏色時(shí)之輔助表示，以百分比計(jì)，定義為待測件色度坐標(biāo)與E光源之色度坐標(biāo)直線距離與E光源至該待測件主波長之光譜軌跡色度坐標(biāo)距離的百分比，純度愈高，代表待測件的色度坐標(biāo)愈接近其該主波長的光譜色。</p><p>　　1.6.3 電學(xué)參數(shù)</p><p>

64、;<b>　　一、VF 正向電壓</b></p><p>　　幾種光所對應(yīng)的順向電壓如圖1.6-1所示：</p><p>　　圖1.6-1 幾種光所對應(yīng)的正向電壓</p><p>　　二、IF 正向電流</p><p>　　正向工作電流IF：它是指發(fā)光二極管正常發(fā)光時(shí)的正向電流值。在實(shí)際使用中應(yīng)根據(jù)需要選擇IF在0.

65、6·IFs以下。以正常的壽命討論，通常標(biāo)準(zhǔn) IF 值設(shè)為 20 － 30mA ，瞬間（20ms）可增至100mA ；IF 值增大：壽命縮短、VF 值增大、波長偏低、溫度上升、亮度增大、角度不變。</p><p>　　三、VR 反向擊穿電壓</p><p>　　VR 是衡量 P/N 結(jié)反向耐壓特性，當(dāng)然 VR 赿高赿好。VR 值較低在電路中使用時(shí)經(jīng)常會有反向脈沖電流經(jīng)過，容易擊穿變

66、壞。VR 又通常被設(shè)定一定的安全值來測試反向電流（ IF 值），一般設(shè)為 5V。紅、黃、黃綠等四元芯片反向電壓可做到 20 － 40V ，藍(lán)、純綠、紫色等芯片反向電壓只能做到 5V 以上。 </p><p>　　四、IR反向擊穿電流</p><p>　　IR 是反映二極管的反向特性， IR 值太大說明 P/N 結(jié)特性不好，很快快被擊穿； IR 值太小或?yàn)檎f明二極管的反向很好；通常 IR 值

67、較大時(shí) VR 值相對會小， IR 值較小時(shí) VR 值相對會大；R 的大小與芯片本身和封裝制程均有關(guān)系，制程主要體現(xiàn)在銀膠過多或側(cè)面沾膠，雙線材料焊線時(shí)焊偏，靜電亦會造成反向擊穿，使 IR 增大。 </p><p><b>　　五、I-V 特性</b></p><p>　　表征LED芯片pn結(jié)制備性能主要參數(shù)。LED的I-V特性具有非線性、整流性質(zhì)：單向?qū)щ娦?，即外加?/p>

68、偏壓表現(xiàn)低接觸電阻，反之為高接觸電阻。如圖1.6-2：I-V曲線的斜率隨吸收劑量增大而增大，即器件的電阻增大，其主要原因是由于γ輻照后在半導(dǎo)體內(nèi)引入的缺陷和雜質(zhì)，并且誘生新的界面態(tài)，起到了散射中心的作用，這些缺陷和雜質(zhì)以及新的界面態(tài)對電子的散射造成附加電阻率。由于輻射劑量越大，引入的缺陷和雜質(zhì)以及誘生的界面態(tài)越多、越復(fù)雜，因而觀測到器件隨著輻照劑量的增加，器件的電阻逐漸增大[8]。</p><p>　　圖1.6-

69、2 I-V特性曲線</p><p>　　1.6.4 LED其他相關(guān)參數(shù)</p><p><b>　　一、輻射通量</b></p><p>　　單位時(shí)間內(nèi)通過某一截面的輻射能，又稱輻射功率（Φe），單位為W。其中波長為λ的輻射通量與λ值有關(guān)。</p><p><b>　　二、電光轉(zhuǎn)換效率</b><

70、;/p><p>　　一般指電源的電能轉(zhuǎn)換為光能的效率，其計(jì)算公式為η=Φe/P，η為電光轉(zhuǎn)換效率，Φe為輻射通量，P為該轉(zhuǎn)換過程中消耗的功率。</p><p><b>　　三、壽命 </b></p><p>　　電光源的壽命通常用有效壽命和平均壽命兩個(gè)指標(biāo)來表示。一，有效壽命：指燈開始點(diǎn)燃到燈的光通量衰減到額定光通量的某一百分比時(shí)所經(jīng)歷的點(diǎn)燈時(shí)數(shù)。

71、一般這一百分比規(guī)定在70%～80%之間。二，平均壽命：指一組試驗(yàn)樣燈，從點(diǎn)燃到其中的50%的燈失效時(shí)，所經(jīng)歷的點(diǎn)燈時(shí)數(shù)。通常說的LED壽命一般指的是平均壽命。</p><p><b>　　四、老化</b></p><p>　　LED發(fā)光亮度隨著長時(shí)間工作而出現(xiàn)光強(qiáng)或光亮度衰減現(xiàn)象。器件老化程度與外加恒流源的大小有關(guān)。</p><p>　　1.6

72、.5 LED光色測量的必要性</p><p><b>　　一、避免危害</b></p><p>　　LED與傳統(tǒng)的照明燈不同，它具有點(diǎn)光源、高亮度、窄光束輸出等特點(diǎn)。當(dāng)ＬＥＤ應(yīng)用于照明器具時(shí)，如果對出光角不加以嚴(yán)格的控制就會產(chǎn)生強(qiáng)烈的眩光，某些高亮度ＬＥＤ產(chǎn)品甚至?xí)θ梭w造成光輻射危害。光色測量可為ＬＥＤ的安全使用提供指導(dǎo)。</p><p>　

73、　二、促進(jìn)LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展</p><p>　　LED的光色測量能提供大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可作為判定ＬＥＤ產(chǎn)品合格與否的標(biāo)準(zhǔn)，并可為改進(jìn)LED的設(shè)計(jì)、制造提供依據(jù)[9]。</p><p><b>　　1.7 LED輻照</b></p><p><b>　　一、輻照效應(yīng)：</b></p><p>　　固體

74、材料在中子，離子或電子以及γ射線輻照下所產(chǎn)生的一切現(xiàn)象。在晶體中，輻照產(chǎn)生的各種缺陷一般稱為輻照損傷。對于多數(shù)材料而言，主要是離位損傷。入射離子與材料中的原子核碰撞，一部分能量轉(zhuǎn)換為靶原子的反沖動能，當(dāng)此動能超過點(diǎn)陣位置的束縛能時(shí)，原子便可離位。最簡單的輻照缺陷是孤立的點(diǎn)缺陷，如在金屬中的弗侖克爾缺陷對（由一個(gè)點(diǎn)陣空位和一個(gè)間隙原子組成）。級聯(lián)碰撞條件下，在約10 nm直徑的體積內(nèi)產(chǎn)生數(shù)百個(gè)空位和數(shù)百個(gè)間隙原子。若溫度許可，間隙原子和空

75、位可以彼此復(fù)合，或擴(kuò)散到位錯(cuò)、晶界或表面等處而湮沒，也可聚集成團(tuán)或形成位錯(cuò)環(huán)。</p><p>　　一般地說，電子或質(zhì)子照射產(chǎn)生孤立的點(diǎn)缺陷。而中等能量(10-100KeV)的重離子容易形成空位團(tuán)及位錯(cuò)環(huán)，而中子產(chǎn)生的是兩種缺陷兼有。當(dāng)材料在較高溫度受大劑量輻照時(shí)，離位損傷導(dǎo)致腫脹，長大等宏觀變化。腫脹是由于體內(nèi)均勻產(chǎn)生的空位和間隙原子流向某些漏（如位錯(cuò)）處的量不平衡所致，位錯(cuò)吸收間隙原子比空位多，過剩的空位聚成

76、微孔洞，造成體積脹大而密度降低。輻照長大只有尺寸改變而無體積變化，僅在各向異性顯著的材料中，由于形成位錯(cuò)環(huán)的擇優(yōu)取向而造成。離位損傷造成的種種微觀缺陷顯然會導(dǎo)致材料力學(xué)性能變化，如輻照硬化、脆化以及輻照蠕變等。輻照缺陷還引起增強(qiáng)擴(kuò)散，并促使一系列由擴(kuò)散控制或影響的過程加速進(jìn)行，諸如溶解，沉淀，偏聚等，并往往導(dǎo)致非平衡態(tài)的實(shí)現(xiàn)。對于某些材料如高分子聚合物，陶瓷或硅酸鹽等，另一類損傷，即電離損傷也很重要。入射粒子的另一部分能量轉(zhuǎn)移給材料中的

77、電子，使之激發(fā)或電離。這部分能量可導(dǎo)致健的斷裂和輻照分解，相應(yīng)的引起材料強(qiáng)度喪失，介電擊穿強(qiáng)度下降等現(xiàn)象。</p><p>　　因此，輻照對于LED器件的失效有著重要的影響。輻照將引起LED器件量子阱中量子點(diǎn)的聚集和再分布，是器件發(fā)光的均勻性和一致性變差。同時(shí)，輻照對器件的電學(xué)影響以及光學(xué)衰減值得關(guān)注！</p><p><b>　　二、輻照優(yōu)點(diǎn):</b></p&

78、gt;<p>　　1、滅菌徹底。由于γ射線具有很強(qiáng)的穿透力，在一定劑量條件下能殺死各種細(xì)菌微生物（包括病毒），因此，輻射滅菌是一種非常有效的滅菌方法。</p><p>　　2、應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。輻射滅菌消毒是一種“冷消毒”法，可在常溫下滅菌，適合工業(yè)、醫(yī)療等多種領(lǐng)域，特別適合于一些熱敏材料如塑料制品、尼龍、化纖制品、生物制品等?？膳c國民經(jīng)濟(jì)各行各業(yè)相結(jié)合，滲透性強(qiáng)。</p><p&g

79、t;　　3、可以包裝后滅菌。只要所用的包裝材料不透菌，滅菌后的醫(yī)療用品可以長期保存。</p><p>　　4、滅菌速度快，工藝簡單、容易控制，可連續(xù)作業(yè)，有利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。 </p><p>　　5、節(jié)約能源。輻照加工的能源消耗，只有熱加工和化學(xué)加工的1/40-1/200；是冷凍方法的1/20。 </p><p>　　6、無環(huán)境污染；無化學(xué)藥物殘留；不損害加工產(chǎn)

80、品的外觀品質(zhì)和內(nèi)在特性。 </p><p>　　7、產(chǎn)值高、附加值高、社會效益好，盈虧平衡點(diǎn)高。</p><p><b>　　三、輻照安全隱患</b></p><p>　　輻照能夠殺死病菌，但也能夠殺死對人體有益的分子，破壞食物的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致DNA損傷，因此在國際上一直存在爭議。而重復(fù)輻照、超標(biāo)準(zhǔn)使用輻照劑量等亂輻照，對人的身體損害極大，可能

81、造成核物質(zhì)殘留，引發(fā)癌癥、青光眼。輻照的安全隱患集中體現(xiàn)在食品和藥品方面。</p><p><b>　　（1）食品安全</b></p><p>　　輻照技術(shù)的殺菌效果很好，但是輻射照射如果把握不好，會改變食品的分子結(jié)構(gòu)，從而影響食用者安全，誘發(fā)例如癌癥等疾病，食品領(lǐng)域的輻照技術(shù)已經(jīng)漸漸被瞬間高溫殺菌技術(shù)等代替。西歐和日本都已禁止輻照食品進(jìn)口。 </p>

82、<p>　　第一個(gè)商業(yè)食品輻照工廠在1991年就已經(jīng)在美國的佛羅里達(dá)州開業(yè)，但截止到2011年，世界上只有42個(gè)國家正式批準(zhǔn)了240多種輻照食品標(biāo)準(zhǔn)。有些國家則嚴(yán)格禁止輻照食品。在美國，食品輻照是被當(dāng)作一種“食品添加劑”來管理的?？梢杂迷谑裁礃拥氖称分小⑷绾螒?yīng)用、可以用多大劑量都有明確的規(guī)定。只有經(jīng)過FDA的許可，廠家才可以使用，而且必須做明確的標(biāo)識。一般而言，世界各國對于輻照食品，都要求明確標(biāo)識并且劑量不超過10kGy（Gy

83、是輻照劑量的單位，1kGy是1千克食物吸收1000焦耳的輻照能量）。 </p><p><b>　?。?）藥品安全</b></p><p>　　中國衛(wèi)生部于1997年發(fā)布了《鈷60輻照中藥滅菌劑量標(biāo)準(zhǔn)》（內(nèi)部試行）的通知（衛(wèi)藥發(fā)〔1997〕第38號），規(guī)定該標(biāo)準(zhǔn)僅用于供國內(nèi)流通的中藥殺菌，而且鈷60輻照僅是中藥滅菌的輔助手段。</p><p>

84、　　鈷60輻照對很多包裝材料有影響，比如塑料瓶會發(fā)黃，玻璃瓶也可能會變色。再如鋁箔包裝，輻照會讓鋁箔顏色變深，而且劑量超過4000GR會對藥品含量造成影響。</p><p>　　2012年4月10日，據(jù)媒體報(bào)道，大部分中藥材、中成藥、原料藥及部分藥品制劑均可采用輻照方法進(jìn)行滅菌處理，特別是對一些不耐高溫、成分易揮發(fā)的原料、制劑、輔料、藥材等非常適用。但由于行業(yè)管理較為混亂，重復(fù)輻照、大劑量輻照的情況較為突出。由于

85、藥品種類繁多，送照產(chǎn)品的情況千差萬別，而輻照機(jī)構(gòu)也沒有嚴(yán)格的操作標(biāo)準(zhǔn)，絕大多數(shù)經(jīng)營者也不按照規(guī)定進(jìn)行輻照后的微生物檢測。所以，很多藥材接受輻照后，藥廠回去菌檢不合格就回來重照，或者制成成藥后再拿來輻照，導(dǎo)致重復(fù)輻照現(xiàn)象普遍存在。并且大多數(shù)藥品并沒有按照相關(guān)規(guī)定在包裝上印制“輻照”字樣。而超標(biāo)輻照藥品極有可能引發(fā)癌癥[10]。</p><p>　　第二章 6種優(yōu)化電極在不同輻照劑量下的光、色測試分析</p&

86、gt;<p>　　對6種電極即環(huán)形電極1、環(huán)形電極2、環(huán)形電極3、旋轉(zhuǎn)形電極、中心環(huán)繞形電極、樹形電極，對其進(jìn)行不同劑量的60Co源伽瑪輻照，分別給予2×105 rad(Si)、8×105 rad(Si)、1.6×106 rad(Si)、3.2×106 rad(Si) 4種吸收劑量并對輻照后的結(jié)果進(jìn)行光、色參數(shù)的測試與分析。分析結(jié)果如下：</p><p>&

87、lt;b>　　2.1 光參數(shù)</b></p><p>　　不同輻照劑量對不同電極的影響各不相同，但從整體上看，各種電極的光通量和輻射通量在輻照作用下成先上升后下降的趨勢（除旋轉(zhuǎn)形電極），光效的變化輻度相對較小。另一方面，從6種電極的比較上可以看出，在3種環(huán)形電極中，環(huán)形電極3的光通量和輻射通量要遠(yuǎn)高于環(huán)形電極1和環(huán)形電極2。而三種優(yōu)化電極即旋轉(zhuǎn)形電極、中心環(huán)繞形電極和樹形電極的光通量和輻射通量也

88、要高于另外三種環(huán)形電極。從光效角度看，優(yōu)化電極的光效要遠(yuǎn)高于環(huán)形電極，其隨輻照的變化輻度與光通量相同。</p><p>　　圖2.1-1不同輻照劑量下的光通量</p><p>　　圖2.1-2不同輻照劑量下的輻射通量</p><p>　　從圖2.1-1和圖2.1-2可以看出，除旋轉(zhuǎn)電極外，在最大劑量的輻照后，另外五種電極的光通量和輻射通量都有不同程度的增加，環(huán)形電極

89、1從0.3024lm增加至0.3031lm,相比增加了0.2%；環(huán)形電極2從0.3517lm增至0.3564lm,增加了3.9%；環(huán)形電極3從0.4069增至0.4259，增加了4.7%；而中心環(huán)繞形電極從0.4364增至0.4482，增加了2.7%；樹形電極從0.4390增至0.4430，增加了0.9%；僅有旋轉(zhuǎn)形電極從0.4498減少至0.4295，減少了4.5%。輻射通量與光效的變化情況與光通量基本一致.如圖2.1-3：</

90、p><p>　　圖2.1-3 不同電極形狀在不同輻照劑量下的光效變化</p><p>　?、侪h(huán)形電極1增幅最小，為0.0007lm，變化為0.2%；②環(huán)形電極3增幅最大，為0.0187lm，增加了4.7%可見，輻照對環(huán)形電極3的光學(xué)性能影響最大③旋轉(zhuǎn)形電極的光通量隨輻照下降了0.0239lm,下降了5.3%。</p><p><b>　　2.2 色參數(shù)<

91、/b></p><p>　　從色參數(shù)的角度去分析輻照對不同優(yōu)化電極的影響時(shí)主要分析了主波長和峰值波長的變化情況，各個(gè)不同電極在主波長和峰值波長在最大輻照劑量（3.2×106 rad(Si)）上的變化基本相同，主要的趨勢是增加，因?yàn)檩椪张c材料間的相互作用產(chǎn)生高能康普頓電子，而該電子與核子交作用會引起原子的移位，而使得阱區(qū)量子點(diǎn)變大而最終導(dǎo)致發(fā)光波長的紅移現(xiàn)象。</p><p>

92、;　　表2.2 不同電極在最大輻照劑量下的波長變化</p><p>　　表2.2為實(shí)驗(yàn)中的6種不同形狀的電極在最大輻照劑量下的主波長和峰值波長的變化情況，上表中為各種電極在未輻照前的主波長和峰值波長，為各種電極在最大輻照劑量下的變化，從上表中可以看出，在未輻照前，各種電極的主波長均在470nm附近，說明這6種電極發(fā)出的藍(lán)光較好，色純度也較高，另一方面，6種電極的主波長和峰值波長紅移情況各不同，其中①環(huán)形電極3的波

93、長均紅移最多，主波長為0.21nm,峰值波長為0.63nm；②旋轉(zhuǎn)形電極在主波長的紅移量最小，為0.08nm；③環(huán)形電極2峰值波長紅移量最小，為0.01nm；④從上表中，綜合主波長與峰值波長的變化，輻照對環(huán)形電極2的波長變化最小，可見在色參數(shù)方面，輻照對環(huán)形電極2的影響最小，可以預(yù)測，在這6種電極中，經(jīng)過相同的長時(shí)間老化后，環(huán)形電極2的色純度為最好。⑤除環(huán)形電極1，另外5種電極均分布在藍(lán)光的470nm附近，而環(huán)形電極1未輻照前偏離較高，

94、而輻照對其波長紅移也較多，可以看出其色純度不如另外5種電極，而且在大劑量輻照后環(huán)形電極1的發(fā)光顏色會明顯變淡。</p><p><b>　　第三章 總結(jié)</b></p><p>　　LED是半導(dǎo)體照明的核心, 作為一種重要的固態(tài)光源, 它具有低成本、長壽命、小尺寸、極快的響應(yīng)速度、耐震抗沖擊、綠色環(huán)保、使用安全等優(yōu)點(diǎn)。GaN材料是直接帶隙半導(dǎo)體, 具有禁帶寬、發(fā)光效率

95、高、熱導(dǎo)率高、擊穿電壓大、電子漂移和飽和速度大、介電常數(shù)小等特點(diǎn), 以GaN基功率型藍(lán)光LED為核心的半導(dǎo)體照明光源, 被認(rèn)為是繼白熾燈和熒光燈之后的第三代照明光源, 是國內(nèi)外光電子領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。LED的廣泛應(yīng)用決定了它將暴露于地外空間等輻射環(huán)境中, 而長期的輻射會對器件性能產(chǎn)生影響。這些輻射包括帶電輻射、不帶電輻射和電磁輻射等。近年來, 國內(nèi)外都有關(guān)于輻照LED的相關(guān)實(shí)驗(yàn)的報(bào)道, 主要包括輻照失效機(jī)理和輻照提高發(fā)光強(qiáng)度等方面,

96、研究人員利用深能級瞬態(tài)譜( DLTS) 及光致發(fā)光譜( PL) 等研究了不同載能粒子或離子束輻照對LED的電學(xué)性質(zhì)和光學(xué)性質(zhì)的影響。</p><p>　　本論文主要對6種優(yōu)化電極在不同輻照劑量下的光、色測試分析：不同輻照劑量對不同電極的影響各不相同，但從整體上看，各種電極的光通量和輻射通量在輻照作用下成先上升后下降的趨勢（除旋轉(zhuǎn)形電極），光效的變化輻度相對較小。另一方面，從6種電極的比較上可以看出，在3種環(huán)形電極

97、中，環(huán)形電極3的光通量和輻射通量要遠(yuǎn)高于環(huán)形電極1和環(huán)形電極2。而三種優(yōu)化電極即旋轉(zhuǎn)形電極、中心環(huán)繞形電極和樹形電極的光通量和輻射通量也要高于另外三種環(huán)形電極。</p><p>　　從光效角度看，優(yōu)化電極的光效要遠(yuǎn)高于環(huán)形電極，其隨輻照的變化輻度與光通量相同。①環(huán)形電極1增幅最小，為0.0007lm，變化為0.2%；②環(huán)形電極3增幅最大，為0.0187lm，增加了4.7%可見，輻照對環(huán)形電極3的光學(xué)性能影響最大③

98、旋轉(zhuǎn)形電極的光通量隨輻照下降了0.0239lm,下降了5.3%。在未輻照前，各種電極的主波長均在470nm附近，說明這6種電極發(fā)出的藍(lán)光較好，色純度也較高，另一方面，6種電極的主波長和峰值波長紅移情況各不同，其中①環(huán)形電極3的波長均紅移最多，主波長為0.21nm,峰值波長為0.63nm；②旋轉(zhuǎn)形電極在主波長的紅移量最小，為0.08nm；③環(huán)形電極2峰值波長紅移量最小，為0.01nm；④從上表中，綜合主波長與峰值波長的變化，輻照對環(huán)形電極

99、2的波長變化最小，可見在色參數(shù)方面，輻照對環(huán)形電極2的影響最小，可以預(yù)測，在這6種電極中，經(jīng)過相同的長時(shí)間老化后，環(huán)形電極2的色純度為最好。⑤除環(huán)形電極1，另外5種電極均分布在藍(lán)光的470nm附近，而環(huán)形電極1未輻照前偏離較高，而輻照對其波長紅移也較多，可以看出其色純度不如另外5種電極，而且在大劑量輻照后環(huán)形電極1的發(fā)光顏色</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

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